政府及國有企事業(yè)單位為國產CPU主陣地，PC芯片已成百億級市場。重要行業(yè)的企業(yè)級市場為國產服務器主陣地，2022年服務器芯片市場規(guī)模約130億美元。國有企業(yè)和部分重要領域的民營企業(yè)是國產服務器主陣地，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，政府需求占服務器總需求比重約9.1%，重要行業(yè)包括金融、電信、公共事業(yè)、能源、交通、教育、醫(yī)療等需求約占比38.4%，2022年合計服務器芯片的銷售額約為130億美元。

從芯片制造工藝來看，一方面，CPU制程進入后摩爾定律時期升級速度趨緩，國產CPU性能與國際主流水平逐步縮小；另一方面，先進封裝技術成為競爭新賽道。國產CPU已經(jīng)可以通過先進封裝技術實現(xiàn)性能提升與應用場景拓展。龍芯中科最新的3D5000通過Chiplet把兩個3C5000硅片封裝在一起，是一款32核CPU產品，已經(jīng)可以面向服務器市場使用，可滿足通用計算、大型數(shù)據(jù)中心、云計算中心的計算需求。

AI算力、低功耗等對服務器算力芯片提出新的要求，英偉達GH200有望加速全球AI服務器算力芯片市場變革，中國芯片企業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時，也有望迎來發(fā)展機遇

1、海光信息：國產服務器算力芯片龍頭

海光主要從事高端處理器、加速器等計算芯片產品和系統(tǒng)的研究、開發(fā)，目標成為中國最重要的計算機芯片設計企業(yè)，為中國信息產業(yè)的強盛提供核心計算引擎。

海光處理器源于AMD的技術授權，采用X86架構，支持國內外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、虛擬化平臺或云計算平臺，能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬款基于X86指令集的系統(tǒng)軟件和應用軟件，具有優(yōu)異的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢。目前海光處理器性能參數(shù)上與國際同類型主流處理器產品相當，提供從4到32物理核心，8到64線程，最多128路PCle擴展，8通道內存支持，具有國際先進水平的競爭力。

海光擁有CPU和DCU兩類高端處理器產品，覆蓋服務器、工作站等計算、存儲設備中對高端處理器的功能需求。

CPU穩(wěn)步迭代，滿足互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、交通、能源等多行業(yè)需求。海光CPU系列產品兼容x86指令集以及國際上主流操作系統(tǒng)和應用軟件，性能優(yōu)異，軟硬件生態(tài)豐富，安全可靠，可按應用場景劃分為7000，5000，3000三大產品系列。目前，海光CPU系列產品中海光二號為主力銷售產品，海光三號已經(jīng)實現(xiàn)小批量銷售，海光四號、海光五號處于研發(fā)階段。

DPU步入商業(yè)化，持續(xù)投入研發(fā)。海光DCU系列產品以GPGPU架構為基礎，兼容通用的“類CUDA”環(huán)境以及國際主流商業(yè)計算軟件和人工智能軟件，軟硬件生態(tài)豐富，可廣泛應用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計算等應用領域。目前海光DCU系列產品中，海光DCU系列產品深算一號為公司GPGPU主要在售產品，深算二號、深算三號處于研發(fā)階段。

2、寒武紀：領跑中國 AI 芯片市場

寒武紀主要產品包括終端智能處理器IP、云端智能芯片及加速卡、邊緣智能芯片及加速卡以及與上述產品配套的基礎系統(tǒng)軟件平臺。以約每年1-2件產品的速度推出了用于終端場景的寒武紀1A、寒武紀1H、寒武紀1M系列智能處理器；基于思元220芯片的邊緣智能加速卡及智能模組；基于思元100、思元270、思元290芯片和思元370的云端智能加速卡系列產品。

新一代訓練芯片寒武紀590訓練能力突出。據(jù)寒武紀在2022年9月介紹，思元590采用全新的MLUarch05架構，訓練性能較在售產品有了顯著提升。思元590可提供更大的內存容量和更高的內存帶寬，其PCIe接口也較上代實現(xiàn)了升級。

借助車云協(xié)同與高效開發(fā)優(yōu)勢，開拓車載芯片領域。子公司寒武紀行歌借助既有優(yōu)勢布局，滿足智能汽車市場不同的算力需求。1）通過車云協(xié)同獲得的數(shù)據(jù)迭代AI模型，優(yōu)化用戶體驗。自動駕駛芯片可以與寒武紀既有的云端訓練產品協(xié)作，通過車云協(xié)同，將車端的數(shù)據(jù)快速回傳，實現(xiàn)AI模型的快速迭代升級，優(yōu)化自動駕駛客戶體驗；2）提供可以在云端開發(fā)自動駕駛模型的軟件開發(fā)平臺。

3、龍芯中科：從指令集到架構全自主的 CPU

“龍芯”系列是我國最早研制的通用處理器系列之一，自主研發(fā)LoongArch指令集，芯片性能追趕國際主流產品。公司自研IP和架構分為兩步，首先基于開源MIPS指令集定義自主指令集系統(tǒng)，然后基于自主指令集推出龍芯架構。

第一步：摒棄直接獲取IP核授權或指令系統(tǒng)授權，自主定義上百條指令，形成MIPS兼容的LoongISA指令系統(tǒng)。2018年至2020年，公司銷售主要產品基于MIPS指令系統(tǒng)，但公司區(qū)別于國內其他CPU設計企業(yè)多數(shù)采用的IP核授權或指令系統(tǒng)授權模式，一直致力于自主研發(fā)指令系統(tǒng)，自研發(fā)初期即選擇基于開放度較高的指令系統(tǒng)并結合自研的模式，在授權體系相對開放的MIPS指令系統(tǒng)基礎上擴展了數(shù)百條自定義指令，形成了MIPS兼容指令系統(tǒng)LoongISA，并在多款CPU芯片中得到應用。

第二步：推出了自主指令系統(tǒng)LoongArch（龍芯架構），具備更高運行效率。公司在經(jīng)過長達十余年的潛心研發(fā)之后，于2020年推出了自主指令系統(tǒng)龍芯架構LoongArch。

LoongArch架構能兼容X86、ARM，且通過了知識產權評估。該架構可充分融合X86、ARM等國際主流指令特性，可實現(xiàn)跨指令平臺應用兼容。并通過國內權威第三方機構中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院的知識產權評估，認定LoongArch指令系統(tǒng)與ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86為不同的指令系統(tǒng)設計。目前，龍架構已得到國際開源軟件界廣泛認可與支持，正成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。

基于LoongArch架構的芯片產品已上市銷售，實現(xiàn)服務器等領域的應用。基于LoongArch架構的芯片產品龍芯3A5000已于2020年底流片，并于2021年5月開始銷售，面向服務器市場的32核產品3D5000已于2023年4月8日發(fā)布，集成了32個高性能LA464處理器核，頻率2.0GHz，支持動態(tài)頻率及電壓調節(jié)；片內集成64MB片上L3共享緩存以及8個72位DDR 3200內存控制器，支持ECC校驗；搭載5個HT3.0高速接口，支持自研橋片及雙路、四路CPU擴展。

4、華為：布局五大系列芯片，鯤鵬、昇騰滿足服務器和AI需求

華為到目前共有五大系列芯片，逐步實現(xiàn)了全場景布局。五大系列芯片包括手機消費級設備領域的麒麟芯片、服務器領域的鯤鵬芯片、人工智能領域的昇騰芯片、5G手機基帶領域的巴龍芯片以及家用路由器領域的凌霄芯片。

鯤鵬芯片在非 x86 指令集產品中有明顯優(yōu)勢。“鯤鵬芯片族”是集合“算、存、傳、管、智”功能為一體的處理器。其中，2019 年發(fā)布的鯤鵬 920 是華為鯤鵬獲得 ARMv8 指令集永久授權后，自主研發(fā)設計的最具代表性的產品。鯤鵬 920 處理器是業(yè)界第一顆采用 7nm 工藝的數(shù)據(jù)中心級的 ARM 架構處理器，集成最多 64*自研核，支持 64 核、48 核、32 核等多種型號。通過優(yōu)化分支預測算法、提升運算單元數(shù)量、改進內存子系統(tǒng)架構等一系列微架構設計，大幅提高處理器性能。典型主頻下，SPECint Benchmark 評分超過 930，超出業(yè)界標桿 25%，同時，能效比優(yōu)于業(yè)界標桿 30%，在非 x86 指令集產品中算力有明顯優(yōu)勢。

在鯤鵬生態(tài)建設上，華為與全球生態(tài)廠家合作，重點投入了操作系統(tǒng)、編譯器、工具鏈、算法優(yōu)化庫等的開發(fā)和維護，同時針對數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)、分布式存儲、云原生應用等場景，開發(fā)基于鯤鵬處理器的解決方案產品和參考設計。由于擁有ARMv8指令集永久授權，鯤鵬計算產業(yè)能兼容全球ARM生態(tài)，二者共享生態(tài)資源，互相促進、共同發(fā)展。

鯤鵬處理器在行業(yè)數(shù)字化轉型過程中發(fā)揮重要作用。數(shù)字化和行業(yè)的結合正在向縱深發(fā)展。制造業(yè)從大規(guī)模傳統(tǒng)制造走向大規(guī)模智能制造；服務業(yè)（如金融、電信、醫(yī)療）從簡單服務走向綜合服務，公共事業(yè)從被動服務走向主動服務（如政府、交通）。

5、飛騰：從 CPU 研發(fā)到全棧式方案

飛騰公司致力于飛騰系列國產高性能、低功耗通用計算微處理器的設計研發(fā)和產業(yè)化推廣。從仿英特爾架構指令集轉向應用ARM指令集。致力于飛騰系列國產高性能、低功耗通用計算微處理器的設計研發(fā)和產業(yè)化推廣。

前兩代飛騰芯片均停留在學術層面，均采用仿英特爾架構及指令集的方法對芯片基礎技術進行學習消化。自第三代產品FT-1000以來，飛騰芯片轉而采用SPARC指令架構下的OpenSPARC指令集。而隨著Sun公司被Oracle收購，SPARC架構的支持逐步減弱，飛騰芯片逐步轉向應用ARM指令集，并推出在原有FT-1500芯片上改進得來的探索性產品FT-1500A。2015年8月飛騰已設計出世界上第一款基于ARM架構的64核CPU。飛騰CPU同樣像華為鯤鵬一樣，基于ARMV8架構永久授權，其產出成果中，飛騰2000+/64核產品性能已經(jīng)與英特爾主流E5部分產品性能相當。

飛騰公司產品譜系全、性能高、低功耗、生態(tài)完善、自主化程度高。目前產品主要包括高性能服務器CPU（飛騰騰云S系列）、高效能桌面CPU（飛騰騰銳D系列）、高端嵌入式CPU（飛騰騰瓏E系列）和飛騰套片四大系列，為從端到云的各型設備提供核心算力支撐。其中，飛騰騰云S系列、飛騰騰銳D系列、飛騰騰瓏E系列均采用飛騰自主研發(fā)的處理器核心。

2019年，飛騰推出的國際ARM體系首款64核通用CPU—FT-2000+/64處理器，填補了國產高端通用CPU領域的空白。2022年，飛騰推出了新一代嵌入式CPU芯片飛騰騰瓏E2000，采取了“柔性架構”大小核設計，可充分滿足云終端、行業(yè)平板、電力、軌道交通、服務器BMC、網(wǎng)絡設備等行業(yè)領域和場景的多樣化需求。成立至今，飛騰從兩年研發(fā)一代產品，到一年研發(fā)2-3款新產品，創(chuàng)新速度不斷升級，行業(yè)賦能效應也愈發(fā)凸顯。目前飛騰已面向不同的應用領域自主研發(fā)十余款量產芯片。

飛騰從信息系統(tǒng)整體規(guī)劃與建設角度出發(fā)，為集成商和最終用戶梳理飛騰生態(tài)圖譜，并面向各行業(yè)需求提供一套從端到云的全棧解決方案。目前飛騰與國內伙伴單位展開合作，形成了基于飛騰平臺的云計算全棧、邊緣計算全棧、終端全棧、嵌入式全棧生態(tài)，為集成商和客戶提供了更豐富的選擇空間。

6、兆芯：行業(yè)拓展成果顯著

兆芯現(xiàn)如今掌握了自主通用處理器及其系統(tǒng)平臺芯片研發(fā)設計的核心技術，全面覆蓋其微架構與實現(xiàn)技術等關鍵領域，構建了較為完整的知識產權體系。2023年4月12日起從上海兆芯集成電路有限公司變更為上海兆芯集成電路股份有限公司。

產品包括“開先”PC/嵌入式處理器和“開勝”服務器處理器系列。兆芯基于X86的CPU產品性能優(yōu)異，生態(tài)成熟，具有杰出的軟硬件兼容性。根據(jù)中國軟件評測中心的測試結果，2019年兆芯推出的開先KX-6000系列處理器/開勝KH-30000系列處理器單芯片性能已經(jīng)達到了7代i5的同等水平。同時開先KX-6000/開勝KH-30000系列處理器均通過了Windows硬件認證，對Windows7、Windows10、中科方德、中標麒麟、普華等國內外主流操作系統(tǒng)進行了適配，從多方面保證了產品的穩(wěn)定性、可靠性和兼容性。

2022年，開勝KH-40000系列服務器處理器、開先KX-6000GPC/嵌入式處理器成功發(fā)布。與上一代產品相比，開先KX-6000G系列處理器能效比提升多達60%，GPU性能達到上一代產品的4倍，可支持雙路4K視頻解碼，芯片空閑功耗降低50%，能夠進一步支撐無風扇BoxPC、工業(yè)平板、電力通訊管理機、OPS模塊等嵌入式計算平臺。

在政務、金融、電信、能源等行業(yè)領域，兆芯平臺PC及物聯(lián)網(wǎng)計算平臺的產業(yè)化應用也取得了持續(xù)性突破，正在以優(yōu)越、可靠的品質和使用體驗，為用戶業(yè)務的有序開展與數(shù)字化創(chuàng)新提供保障和支撐。

7、申威：以自研指令集保障關鍵領域

申威以“自主創(chuàng)新”“安全可控”為研發(fā)首要，成立至今相繼推出了一系列基于申威處理器的可控、可信并具有自主知識產權的產品。

依靠Alpha指令集起家，自研SW64指令集構建基礎生態(tài)。指令集架構上，申威的CPU屬于Alpha指令集陣營，技術來源于美國DEC公司的Alpha21164。Alpha架構被經(jīng)轉手、收購之后，如今指令集和微結構都已經(jīng)不再更新，技術專利大多過期或臨近過期。而申威是目前Alpha陣營中僅存的碩果，擁有自主擴展指令和發(fā)展路線的自主權。申威在Alpha21164基礎上開發(fā)出自己的擴展指令、神威睿智編譯器以及基于Linux的神威睿思操作系統(tǒng)。而后申威推出了100%自研的令，所有功能實現(xiàn)均獨立完成。在第二代申威處理器研發(fā)過程中，已經(jīng)不再參考、兼容ALPHA相關指令系統(tǒng)，根據(jù)應用需要，自主設計實現(xiàn)指令系統(tǒng)，同時基于此構建了申威自主基礎軟件生態(tài)。

SW64完全自主，顯著降低技術與IP依賴性。知識產權評估權威機構工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）對申威指令系統(tǒng)的評估結論是：“申威指令系統(tǒng)是一種與之前常見指令系統(tǒng)（ALPHA、MIPS、ARM、X86、POWER等指令集）不同的自主指令系統(tǒng)。”申威架構有別于引進CPU架構，是完全自主的架構，知識產權和自主研發(fā)能力不受限制。申威可自主發(fā)展，不會有被斷供、制裁或停止授權的風險，可為關鍵領域提供長遠的、可控的供應鏈和技術支撐。如今國產系統(tǒng)基本都接入了SW64指令集，如麒麟操作系統(tǒng)信操作系統(tǒng)，歐拉操作系統(tǒng)。

申威是國內自主設計、擁有完全自主處理器架構的芯片。作為目前唯一國內自主設計、擁有完全自主的處理器架構，申威真正實現(xiàn)了全流程安全可控的國產處理器。申威處理器具有高計算性能、高集成度、高訪存帶寬、高I/O性能的特點。申威芯片覆蓋高性能、服務器、桌面和嵌入式CPU以及配套的外圍IO橋片，形成“大、中、小”系列化、多品種國產自主芯片。

申威26010處理器解決了260個核心構成SoC芯片帶來的各種挑戰(zhàn)，具有接近工藝極限的Die面積。整個處理器支持亂序執(zhí)行，頻率1.45GHz，包 括4個MPE（Management Processing Element） 管理 單 元 、4個CPE（ComputingProcessing Element）計算單元及4個MC內存控制器單元組成，其中CPE單元又由8x8陣列的64核心組成，所以總計是260個核心（4x64+4=260）。

申威26010實現(xiàn)了量產，并在2016年部署的“神威·太湖之光”超級計算機系統(tǒng)中應用。“神威·太湖之光”包含4萬多顆“申威26010”芯片，連續(xù)四次在世界超級計算機TOP500榜單中排名第一，并榮獲多項科技與計算領域頂級榮譽。“神威·太湖之光”是中國超級計算應用領域近年來的重大突破。

審核編輯：黃飛